DE3025110A1

DE3025110A1 - Elektrooptische anzeigezelle

Info

Publication number: DE3025110A1
Application number: DE19803025110
Authority: DE
Inventors: Rino Doriguzzi; Fereydoun Gharadjedaghi; Paul Louis Meylan
Original assignee: Ebauches SA
Current assignee: Ebauches SA
Priority date: 1979-07-06
Filing date: 1980-06-30
Publication date: 1981-01-08
Also published as: CH625630A5; GB2054935A; JPS5659281A; FR2461315A1

Description

PATENTANWÄLTE q f) O CT Λ Λ C\

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D-1 BERLIN-DAHLEM 33 ■ PODBIELSKIALLEE Θ8 D-8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49

BERLIN: DIPL.-INQ. R. MÜLLER-BÖRN ER

MÜNCHEN: DIPL.-ΙΝβ. HANS-HEINRICH WEY

EBMJCIIES S.A. dipl.-ing. ekkehard körner

Berlin, den 30. Juni I98O

Elektrooptische Anzeigezelle

(Priorität: Schweiz, Nr. 6.332/79-0 vom 06. Juli 1979)

21 Seiten Beschreibung mit
16 Patentansprüchen
2 Blatt Zeichnungen

MP - 27 611

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BERLIN: TELEFON (O3O) 8312088 MÜNCHEN: TELEFON (089) 225585

KABEL: PROPINDUS- TELEX Ο184Ο57 KABEL: PROPlNDUS -TELEX Ο5 24 244

Die vorliegende Erfindung betrifft eine passive elektrooptische Anzeigezelle mit zwei Platten, zwischen denen ein Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie eingeschlossen ist, dem zweifarbige Moleküle beigegeben sind.

Zellen dieser Art sind bereits bekannt. Sie weisen jedoch alle Machteile auf:

Die US-PS 3 833 287 beschreibt eine Zelle der oben erwähnten Art, die es nur ermöglicht, eine als Negativanzeige bezeichnete Anzeige in hell auf dunklem Untergrund zu erhalten, jedoch keine Anzeige in dunkel auf hellem Untergrund, d.h. positive Anzeige. In "Molecular crystal's and liquid crystal's" von 1969, ^Bd· 8, Seiten 233 bis 304, ist eine Zelle dieser gleichen Art beschrieben, die wie die oben erwähnte die Anzeige in hell auf dunklem Untergrund ermöglicht, aber nicht umgekehrt. Die schweizerische Patentanmeldung 1 272/78 beschreibt eine Zelle, die eine Anzeige dunkel auf hellem Untergrund ermöglicht, jedoch den Nachteil hat, ein Flüssigkristall rait negativer dielektrischer Anisotropie zu verwenden. Diese Flüssigkristalle haben im allgemeinen ein Δ £. ,das schwächer ist seinem absoluten Wert nach als dasjenige der Flüssigkristalle mit positiver Anisotropie, wodurch vorgegeben ist, daß die für die Steuerung einer solchen Zelle erforderlichen Spannungen relativ hoch liegen. Die schweizerische Patentanmeldung 3 135/78 beschreibt eine Zelle, die eine Anzeige dunkel auf hellem Untergrund unter Verwendung eines Flüssigkristalls mit positiver dielektrischer Anisotropie ermöglicht. Diese Zelle ist jedoch schwierig zu verwirklichen, weil die Flüssigkri-

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Stallschicht eine genau bestimmte und konstante Dicke aufweisen muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anzeigezelle zu schaffen, die eine positive Anzeige dunkel auf hellem Untergrund mit Hilfe einer Mischung eines einem Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie und zweifarbigen Molekülen ermöglicht, wobei keine besonders hohe Steuerspannung erforderlich ist und deren Verwirklichung besonders einfach ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird mit den im Hauptanspruch angegebenen Mitteln erreicht.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Einzelheiten, Vorteile und Anwendungen der Erfindung werden nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten verschiedenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Eig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer passiven elektrooptischen Anzeigezelle,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsfo^m einer passiven elektrooptischen Anzeigezelle,

Fig. 3 einen teilweisen Schnitt durch eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine quasi-analoge Anzeigezelle ,

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Fig. 5 einen teilweisen Querschnitt entsprechend der Linie V-V der Pig. H in vergrößertem Maßstab,

Fig. 6 einen teilweisen Längsschnitt entsprechend der Linie VI-VI der Fig. 4 in vergrößertem MaSstab,

Fig. 7 einen teilweisen Schnitt durch eine Abwandlung der Zelle entsprechend den Fig. H bis 6, und

Fig. 8 einen teilweisen Schnitt durch eine Abwandlung der Zelle entsprechend Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Anzeigezelle umfaßt zwei Glasplatten, eine vordere 1 und eine hintere 2, die durch einen Vergußrahmen 3 getrennt sind, der mit diesen Platten einen Behälter 4 bildet, in dem eine Mischung aus Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie und aus zweifarbigen Molekülen eingeschlossen ist.

Die Vorderplatte 1 trägt einen undurchsichtigen Schirm 5 aus einer Schicht aus reflektierendem Material, wie beispielsweise Aluminium, die auf der Innenfläche der Platte aufgebracht wird, die vorher mattiert wurde, damit dieser Schirm 5 ebenfalls diffundiert. Dieser Schirm 5, der ein sehr klares Aussehen hat, ist von öffnungen wie beispielsweise 6 und 7 durchbohrt, die die Form und die Ausmaße der einzelnen Elemente des anzuzeigenden Motivs oder der Anzeigeelemente aufweisen.

Unter Anzeigeelementen versteht man hier jedes der Teile des Motivs, das man wahlweise sichtbar oder unsichtbar machen will, d.h. solche, die einen gewissen Kontrast mit dem übrigen Teil der Anzeige bieten oder im Gegenteil mit

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diesem ineinanderfließen. Die verschiedenen möglichen Kombinationen einzelner sichtbarer Elemente ermöglichen jeweils die Anzeige einer besonderen Information. Diese Elemente können die Form von Segmenten in einer klassischen Digitalanzeige mit sieben Segmenten aufweisen oder eine andere Form in einem anderen Anzeigetyp haben.

Die Vorierplatte 1 trägt weiterhin auf ihrer gesamten Oberfläche eine Schicht 8, die leitend und durchsichtig ist, beispielsweise aus Indiumoxid (InpO^) besteht und auf dem Schirm 5 aufgebracht ist. Diese Schicht 8 dient als Gegenelektrode .

Die Hinterplatte 2 trägt mehrere Steuerelektroden, von denen zwei bei 9 und 10 dargestellt sind. Diese Elektroden bestehen wie der Schirm 5 aus' einer reflektierenden Schicht, beispielsweise aus Aluminium, die auf der Innenfläche der vorher mattierten Platte 2 aufgebracht ist. Diese Elektroden reflektieren und diffundieren. Sie sind auf der Platte 2 gegenüber öffnungen 6 bzw. 7 des Schirms 5 angebracht, so daß sie diese öffnungen vollkommen bedecken, wenn die Zelle von oben gesehen wird, und sogar rings um diese herum leicht überragen.

Es ist festzustellen, daß zur Vereinfachung der Zeichnung die Unregelmäßigkeiten der mattierten Innenflächen der Platten 1 und 2 in Fig. 1 nicht dargestellt sind und auch in den folgenden Figuren nicht dargestellt werden, obwohl sie in dem Maßstab dieser Figuren normalerweise sichtbar sind.

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Diese Zelle arbeitet wie folgt:

Bei Fehlen eines elektrischen Feldes, wie dies im Bereich in Fig. 1 der Fall ist, haben die Moleküle der Mischung quasi auf Zufall beruhende Ausrichtungen. Das durch die öffnung 6 strömende Licht wird durch die zweifarbigen Moleküle weitgehend absorbiert, und dieser Bereich 11, ebenso wie die anderen nicht aktivierten Bereiche, die also keinem elektrischen Feld unterworfen sind, erscheint auf dem hellem Untergrund des Schirms 5 farbig. Die Farbe dieser Bereiche hängt von der Art der zweifarbigen Moleküle und ihrer Konzentration in der Mischung ab. Wenn ein elektrisches Feld E erzeugt wird, wie dies in dem Anzeigebereich 12 der Fig. 1 durch Anlegung einer Spannung zwischen einer Elektrode wie der Elektrode 10 und der Gegenelektrode der Fall ist, richten sich die Moleküle der Mischung senkrecht zur Ebene der Zelle aus, so daß der Bereich 12 sozusagen durchsichtig wird. Die Elektrode 10, die reflektierend und diffundierend ist, wird dann durch die öffnung 7 hindurch sichtbar, und da sie das gleiche Aussehen wie der Schirm 5 hat, löscht sich das entsprechende Anzeigeelement aus, indem es so hell wie dieser Schirm 5 wird. Auf diese Weise ist die Anzeige positiv und mit sogen, "umgekehrter" Steuerung, wobei die sichtbaren Anzeigeelemente farbig auf hellem Untergrund diejenigen sind, die keinem elektrischen Feld unterworfen sind. ' '

Dies zeigt, daß in dieser Ausführungsform die Elektroden wie 9 und 10 eine Funktion haben, die gleichzeitig elektrisch ist, um das Feld E in Verbindung mit der Gegenelektrode 8 anzulegen, und optisch, da sie sichtbar sind, wenn dieses

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Feld angelegt wird. Aus diesem Grunde werden sie wie der Schirm 5 hergestellt, d.h. aus Aluminium, das auf der vorher mattierten Oberfläche der Platte 2 abgelagert wird. Es ist praktisch, wenn man auf der gesamten Oberfläche dieser Platte 2 eine Aluminiumschicht aufbringt, die dann mittels photo-lithographischer Verfahren an sich bekannter Art graviert wird, damit nur die Elektroden und ihre Verbindungsbahnen mit dem Äißeren der Zelle übrig bleiben.

Es ist festzustellen, daß die einzigen sichtbaren Teile der Mischung des Plussigkristalls und der zweifarbigen Moleküle diejenigen sind, die hinter den öffnungen wie 6 und 7 liegen. Infolgedessen begrenzt allein die Form dieser öffnungen die Form der Elemente des anzuzeigenden Motivs, während sie bei Fehlen eines elektrischen Feldes sichtbar sind. Die Elektroden wie 9 oder 10 müssen nicht zwangsläufig diese gleiche Form aufweisen. Es genügt, daß bei Ansicht der Zelle von oben diese Elektroden mindestens die öffnungen wie 6 und 7 bedecken.

Die Tatsache, daß die Elektroden größere Ausmaße als die öffnungen haben, hat keinerlei Einfluß auf das Aussehen der Anzeige. Die für die wechselweise Ausrichtung der beiden Platten zu beachtenden Toleranzen können also gesteigert werden, was einen großen Vorteil'für die Herstellung dieser Zellen darstellt. Außerdem sind die Verbindungsbahnen, dieser Elektroden immer durch den Schirm 5 verdeckt. Daraus ergibt sich eine größere Freiheit in der Aufzeichnung dieser Verbindungsbahnen, die entgegen dem, was in den bekannten Zellen vor sich geht, ohne Nachteil gegenüber der Gegenelektrode vorbeilaufen können. Dies ist ein neuer Vorteil dieser Art von Zellen. Diese haben außerdem noch den Vorteil,

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daß sie leicht herstellbar sind, eine positive Anzeige farbig auf hellem Untergrund ermöglichen und nur eine relativ geringe Steuerspannung erfordern, weil das in ihnen enthaltene Flüssigkristall von positiver dielektrischer Anisotropie ist.

Die Mischung aus Flüssigkristall und zweifarbigen Molekülen wird weiterhin durch den Schirm 5 vor dem Licht geschützt, außer selbstverständlich nahe bei den öffnungen wie 6 und I₃ was einen weiteren wesentlichen Vorteil darstellt. Zweifarbige Moleküle, die die Tendenz haben, durch das Licht zerstört zu werden, können sogar in diesen Zellen verwendet werden, weil die Braunsche Bewegung der Moleküle eine konstante Mischung der dem Licht ausgesetzten mit den durch den Schirm 5 geschützten gewährleistet. Daraus ergibt sich eine wesentliche Steigerung der Lebensdauer der Anzeige.

Es ist auch festzustellen, daß die oben beschriebene Zelle keinen Polarisator erfordert, um zu funktionieren, was die Einfachheit ihrer Herstellung noch weiter steigert.

Diese Zelle bietet sich besonders gut für die Herstellung von Anzeigen großer Ausmaße an. Es ist tatsächlich bei solchen Anzeigen erforderlich, daß Querverstrebungen zwischen der vorderen und der hinteren Platte eingesetzt werden, um zu gewährleisten, daß der sie trennende Abstand konstant bleibt. Das Vorhandensein des lichtundurchlässigen Schirms 5 ermöglicht es, diese Querverstrebungen irgendwo in der Zelle anzuordnen, außer natürlich gegenüber

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den in dem Schirm angebrachten öffnungen,ohne daß das Aussehen der Anzeige verändert wird. '

Die in Fig. 2 dargestellte Anzeigezelle trägt wie die Zelle nach Fig. 1 eine vordere Platte 1 mit einem reflektierenden und diffundierenden Schirm 5, der von Löchern wie β und 7 durchbohrt ist, deren Form diejenige der Elemente des anzuzeigenden Motivs bestimmt. Elektroden 13 und 14 sind gegenüber den öffnungen 6 bzw. 7 auf einer isolierenden und durchsichtigen Schicht 15 beispielsweise aus amorphem gesinterten Glas angeordnet _s einer Schicht, die den Kurzschluß dieser Elektroden untereinander und mit dem Schirm 5 verhindern soll.

Die hintere Platte 2 trägt eine Gegenelektrode ίβ, die aus einer kontinuierlichen .Schicht eines leitenden Materials besteht und reflektiert wie beispielsweise Aluminium, und die auf der Innenseite der Platte aufgebracht ist, welche vorher mattiert wurde. Diese reflektierende und diffundierende Gegenelektrode 16 hat das gleiche Aussehen wie der Schirm 5·

Der Raum 4 zwischen den Platten 1 und 2 ist wie im Fall der Fig. 1 mit einer Mischung aus Flüssigkristall und zweifarbigen Molekülen gefüllt.

Diese Zelle arbeitet genau wie die Zelle entsprechend Fig. 1.

In den Bereichen wie 11, die keinem elektrischen Feld unterworfen sind, haben die Moleküle der Mischung quasi aleatorische Ausrichtungen, und die zweifarbigen Moleküle absorbieren das durch die öffnungen wie 6 laufende Licht,

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die dann in Farbe auf dem hellen Untergrund erscheinen, der aus dem Schirm 5 besteht. In den Bereichen wie 12, wo ein elektrisches Feld E angelegt ist, richten sich die Moleküle der Mischung senkrecht zu den Platten 1 und aus. Der durch die Gegenelektrode 16 gebildete Schirm wird durch die öffnungen wie 7 sichtbar, und das entsprechende Anzeigeelement wird unsichtbar.

Die Herstellung einer Zelle entsprechend dieser zweiten Ausführungsform ist noch einfacher im Vergleich zu einer Zelle entsprechend der ersten Ausführungsform, weil die Steuerelektroden wie 13 und lh unmittelbar auf den in den Schirm 5 eingebrachten öffnungen 6 und 7 gelagert sind; da die Gegenelektrode 16 die gesamte hintere Platte 2 bedeckt, gibt es auch kein Ausrichtungsproblem der Platten untereinander mehr. Mit der Zelle entsprechend Fig. 1 könnte es, wenn die Platten 1 und 2 sehr gestaffelt zueinander angeordnet wären, vorkommen, daß der Rand des einen oder anderen der Anzeigeelemente noch sichtbar bleibt, wenn dieses Element gelöscht ist. Mit der Zelle nach Fig. 2 ist diese Möglichkeit ausgeschlossen.

Eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 1 ist in Fig. dargestellt, die nur die hintere Platte 2 der Zelle zeigt. In dieser Abwandlung ist ein reflektierender und diffundierender, dem Schirm 5 nach Fig. 1 entsprechender Schirm 17 auf _t der gesamten Oberfläche der Platte 2 angeordnet. Er ist mit einer durchsichtigen Isolierschicht 18 bedeckt. Die Steuerelektroden wie beispielsweise 19 und 20, die auf dieser Isolierschicht aufgebracht sind, bestehen aus einem durchsichtigen Leitermaterial wie In„0-..

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Die optischen Funktionen, die von dem reflektierenden und diffundierenden Schirm 17 erfüllt werden, und die elektrischen, die durch die Elektroden 19 und 20 erfüllt werden, sind in dieser Abwandlung also voneinander getrennt,

Die oben beschriebenen Zellen werden mit keinerlei Ausrichtungsschicht versehen im Gegensatz zur Mehrzahl der bisher bekannten Zellen mit Flüssigkristallen. Dies ist ein weiterer Vorteil dieser Zellen, die auf diese Weise einfacher in der Herstellung und weniger teuer sind.

Dieses Fehlen einer Ausrichtungsschicht zeigt sich jedoch durch eine leichte Verminderung des Kontrastes dieser Zellen. Um diesen Zustand zu verbessern, kann man vorsehen, auf jeder der Platten eine ebene, nicht homogene Ausrichtungsschicht aufzubringen. Die Moleküle der Mischung, die mit diesen Schichten in Verbindung stehen, nehmen dann Ausrichtungen ein, die, während die einen ganz beliebig im Verhältnis zu den anderen verlaufen, parallel zu diesen Platten sind. Der Kontrast derartiger Zellen wird verbessert, und ihre Lichtleiteigenschaft als Funktion der angelegten elektrischen Spannung stellt eine Schwelle dar, die ihre Steuerung durch Multiplex erleichtert.

Man kann auch vorsehen, der Mischung aus Flüssigkristall und zweifarbigen Molekülen eine optisch aktive Verbindung wie eine chiralische Verbindung beizumengen. Bei Fehlen von Ausrichtungsschichten erhält man aufgrund dieses Zusatzes einen Kontrast, der ebenso stark ist wie im vorangehenden Beispiel.

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Man kann auch vorsehen, eine ZeIIe₃ deren Mischung diesen Aktivbestandteil aufweist, mit homootropen Ausrichtungsschichten aus Molekülen des Flüssigkristalls zu versehen. In diesem Fall ist die für die Löschung der Anzeigeelernente erforderliche Spannung geringer als in den vorangehenden Fällen.

Die in den Fig. H bis 6 dargestellte Zelle ist für eine Anzeige quasi-analoger Art bestimmt, d.h. eine Anzeige, bei der beispielsweise eine Markierung, die die Rolle des Zeigers eines klassischen Meßinstruments spielt, sich mittels kleiner Sprünge vor einer festen Skala verschiebt. Diese Markierung kann aus einem isolierten Anzeigeelement bestehen, dessen Farbe im Verhältnis zu der des Untergrundes kontrastierend ist, oder durch eine Gesamtheit von Anzeigeelementen,die ebenfalls eine'kontrastierende Farbe aufweisen und so nebeneinander stehen, daß sie ein kontinuierliches Band bilden, das sich vom Anfang der Skala bis zu der dem anzuzeigenden Wert entsprechenden Stelle erstreckt.

Diese Zelle weist zwei Platten auf, eine vordere 21 und eine hintere 22,. die durch einen Rahmen 23 voneinander getrennt sind, der einen Behälter 24 ausspart, welcher eine Mischung aus Flüssigkristall und zweifarbigen Molekülen enthält. Die hintere Platte 22 trägt eine Reihe von Elektroden wie die Elektroden .25 und 26, die länglich geformt sind, eng nebeneinander liegen und wie die Elektroden 9 und 10 in Fig. 1 hergestellt sind, d.h. aus einem reflektierenden Material wie Aluminium, das auf der Innenseite der Platte 22 abgelagert ist, die vorher mattiert wurde. Die Vorderplatte 21 trägt einen diffundierenden und

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reflektierenden Schirm 27 von gleicher Art wie der Schirm 5 der Fig. 1 und 2 und ist von einer Öffnung 28 durchlöchert. Eine Gegenelektrode 29 aus einem durchsichtigen Leitermaterial wie In„0 bedeckt den Schirm und die Öffnung 28.

Der Schirm 27 ist ebenfalls von rechteckigen Öffnungen wie 30 durchbohrt, die die Form von Ziffern oder irgendwelchen Symbolen wie 31 aufweisen.

In den nicht einem elektrischen Feld unterworfenen Anzeigebereichen absorbiert die zwischen den Platten liegende Mischung das sie durch die Öffnung 28 erreichende Licht stark. Diese Bereiche erscheinen dann farbig auf dem hellen Untergrund des Schirms 27· In den dagegen einem Feld unterworfenen Bereichen sind die Moleküle der Mischung senkrecht zur Ebene der Platten 21 und 22 ausgerichtet. Das durch die Öffnung 28 dringende Licht erreicht die Elektroden wie 25 und 26, die es reflektieren. Aber so, wie die zweifarbigen Moleküle der Mischung trotz allem einen Teil des Lichts reflektieren, erscheinen diese Bereiche etwas farbiger als der Schirm 27· Die Gesamtheit des Bereichs, der das Aussehen als Funktion der gemessenen Größe verändern soll, ist also immer sichtbar, was das allgemeine Aussehen der Anzeige verbessert.

Die Bereiche, die unter den Öffnungen 30 und 31 liegen und niemals einem elektrischen Feld unterliegen, sind stets absorbierend. Die von den Gradeinteilungen 30 und den Ziffern 31 gebildete Gradskala erscheint also stets farbig.

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Es ist offensichtlich, daß eine solche Anzeige in einer den Fig. 2 und 3 entsprechenden Weise hergestellt werden kann, d.h. so, daß die durchsichtigen Elektroden auf der vorderen Platte aufgebracht.sind, wobei ein Isolierfilm zwischen ihnen und dem Schirm 27 eingesetzt ist, oder mit einem reflektierenden und diffundierenden Schirm, der die Gesamtheit der hinteren Platte 22 bedeckt, wobei dieser Schirm mit einem Isolierfilm beschichtet ist, auf dem die auch in diesem Fall durchsichtigen Elektroden aufgebracht sind.

Ebenso kann die öffnung 28 eine andere Form haben, beispielsweise eine Kreissegmentform, um erforderlichenfalls der Skala eines klassischen Meßgeräts besser zu entsprechen.

Die Elektroden wie 25 und 26 der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Zelle müssen dicht nebeneinander gesetzt werden, um zu vermeiden, daß die farbigen Linien zwischen den diesen Elektroden entsprechenden Bereichen in Erscheinung treten, wenn sie einem elektrischen Feld unterworfen werden, was im allgemeinen unerwünscht ist. Um die mit dieser dichten Nebeneinanderstellung verbundenen Schwierigkeiten bei der Herstellung zu vermeiden, kann man die hintere Platte der Zelle entsprechend der in Fig. 7 dargestellten Abwandlung herstellen:

In dieser Abwandlung liegen die Elektroden wie 25 und 26 abwechselnd unmittelbar auf der hinteren Platte 22 und auf einer Isolierschicht 32. Man kann so die einen Elektroden leicht über die anderen hinausragen lassen, von oben gesehen, was das Risiko ausschließt, daß in dem schwach kontrastierenden Anzeigebereich stark farbige Striche erscheinen, die den Raum zwischen den Elektroden markieren.

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Pig. 8 ist ein Teilschnitt durch eine Anzeigezelle der gleichen Art wie in Fig. 2, in der jedoch bei 33 eine zusätzliche öffnung vorgesehen ist, die im Schirm 5 beispielsweise eine rechteckige Form aufweisen kann. Diese öffnung ist j wie der Rest der vorderen Platte I₅ von der Isolierschicht 15 bedeckt. Durchsichtige Elektroden aus In-O,j beispielsweise wie 3.4 und 35₅ sind auf dieser Schicht 15 aufgebracht. Die vorher mattierte Innenseite der hinteren Platte 2 trägt gegenüber diesen Elektroden 34 und eine durchsichtige Gegenelektrode 36, die ebenfalls aus In^O-, besteht. Diese Elektroden und diese Gegenelektrode entsprechen vollständig denen klassischer Anzeigen. Insbesondere die Form der Elektroden, von oben gesehen, bestimmt die Form der Anzeigeelemente. Die Moleküle der Mischung, die in dem Bereich liegen, der die durch die Elektroden 34 und begrenzten Anzeigeelemente umgibt, sind niemals einem elektrischen Feld unterworfen. Sie haben so eine aleatorische Ausrichtung, und das sie durch die öffnung 33 erreichende Licht wird absorbiert. Dieser Bereich, der den Untergrund dieses Teils der Anzeige darstellt, ist stark farbig.

Ebenso verhält es sich mit den den Elektroden wie 34 entsprechenden Anzeigeelementen, die die gleiche Spannung wie die Gegenelektrode 36 aufweisen. Diese Anzeigeelemente unterscheiden sich nicht vom Untergrund.

> Die hinter einer Elektrode wie 35 liegenden Moleküle der Mischung, an die eine Spannung in bezug auf die Gegenelektrode 36 angelegt wird, sind dagegen senkrecht zu den Platten 1 und 2 ausgerichtet und absorbieren das sie erreichende Licht praktisch überhaupt nicht. Dieses Licht wird durch die mattierte hintere Platte 2 diffundiert, so daß diese Bereiche hell auf farbigem Untergrund erscheinen. Der von

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der öffnung 33 begrenzte Bereich erlaubt die Anzeige einer Information negativ, d.h. hell auf farbigem Untergrund. Man sieht hieraus, daß man auf diese Weise leicht eine Zelle mit einem positiven Anzeigebereich herstellen kann, wie dies beispielsweise in dem Fall der Pig. 2 beschrieben wurde, sowie mit einem negativen Anzeigebereich. Eine solche Zelle ermöglicht es, auf unterschiedliche Weise Informationen verschiedener Arten anzuzeigen.

Der verbleibende Kontrast, der von den einem elektrischen Feld unterworfenen Bereichen geboten wird, der zum Vorteil in der pseudo-analogen Anzeige der Fig. 4 bis 6 genommen wurde, wird störend, wenn man mit irgendeiner der weiter oben beschriebenen Zellen eine positive Anzeige erzeugen will, in der die Elemente des Motivs vollständig unsichtbar in ihrem gelöschten Zustand sein müssen, wie bei einer digitalen oder alphanumerischen Anzeige.

Zum Kompensieren dieses Restkontrastes können verschiedene Mittel verwendet werden:

Man kann beispielsweise das Aussehen des von der vorderen Platte getragenen Schirms abwandeln, indem man ihn mit einem mehr oder weniger dichten Netz sehr kleiner Löcher durchbohrt, so daß ein kleiner Teil der zwischen den Anzeigebereichen liegenden Mischung sichtbar wird. Durch angemessene Auswahl der Dichte dieses Netzes und des Verhältnisses zwischen der Gesamtfläche dieser Löcher und der Gesamtoberfläche des Schirms gelingt es, diesem letzteren eine Färbung zu geben, die derjenigen der gelöschten Anzeigeelemente entspricht, welche dann vollständig mit dem Schirm verschmelzen.

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Man kann auch auf der inneren Fläche der vorderen Platte zwischen dieser und dem Schirm eine oder mehrere unterbrochene Interferenzschichten an der Stelle der öffnungen des Schirms aufbringen, die so ausgewählt sind, daß dieser letztere eine Färbung erhält, daß erneut die gelöschten Anzeigeelemente nicht mehr sichtbar sind. Man kann auch diese Interferenzschichten durch eine Polymerschicht ersetzen, der man Moleküle der gleichen Art wie die sich in der Mischung befindenden zweifarbigen Moleküle beimengt, die zwischen den Platten liegt, und zwar mit einer solchen Konzentration, daß die Farbe dieser Polymerschicht gleich derjenigen der gelöschten Anzeigeelemente ist. Man kann auch die vordere Platte in der Masse außerhalb der Anzeigebereiche durch ein Verfahren einfärben, wie es in der US-PS 4 057 4O3 beschrieben ist.

Es ist klar ersichtlich, daß alle diese weiter oben beschriebenen Zellen einer Steuerung durch Multiplex angepaßt werden können. Es genügt dafür, die Gegenelektrode in mehrere Teil-Gegenelektroden aufzuteilen und jede dieser Elektroden, die gegenüber einer Teil-Gegenelektrode liegen, an die entsprechenden gegenüber den anderen Teil-Elektroden liegenden Elektroden elektrisch anzuschließen. Um zu vermeiden, daß die Teil-Gegenelektroden aufgrund des auf der gleichen Platte wie sie liegenden Schirms kurzschließen, wie in den Ausführungsformen der Fig. 1 und 4 bis 6, muß man natürlich zwischen diesem Schirm und diesen Gegen-Elektroden eine durchsichtige Isolierschicht anordnen.

Schließlich kann man in allen weiter oben beschriebenen Zellen alle in Kontakt mit dem Flüssigkristall stehenden Flächen mit einer dünnen, durchsichtigen und isolierenden Schicht

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beispielsweise aus Siliziumoxid beschichten^ um eine mögliche Verunreinigung dieses Flüssigkristalls durch die Materialien zu vermeiden, die in dieser Schicht mit ihr in Kontakt stehen könnten.

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Leer seife

Claims

Patentansprüche

1. Passive elektrooptische Anzeigezelle mit einer vorderen Platte und einer hinteren Platte, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wobei eine Mischung aus einem nematischen Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie und zweifarbigen Molekülen zwischen diesen Platten eingeschlossen ist; mit einem Netz von Steuerelektroden, die jeweils einem Anzeigeelement entsprechen; und mit mindestens einer Gegenelektrode , wobei das Elektrodennetz und die Gegenelektrode jeweils auf der Innenfläche einer der Platten angeordnet sind und jedes dieser Elemente in der Lage ist, einen gelöschten oder.sichtbaren Zustand einzunehmen als Reaktion auf die Anlegung oder Unterdrückung einer elektrischen Spannung zwischen der ihm entsprechenden Elektrode und der Gegenelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Platte (1) einen ersten reflektierenden und diffundierenden Schirm (5) aufweist, der von mindestens einer ersten Öffnung (6,7) durchbohrt ist, die gegenüber den Elektroden (9,10) liegt, während die hintere Platte (2) einen zweiten reflektierenden und diffundierenden Schirm aufweist, der mindestens gegenüber der Öffnung angeordnet ist.

2. Anzeigezelle nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden (9₅10) auf der hinteren Platte angeordnet sind und als zweiter Schirm dienen, während die Gegenelektrode aus einer durchsichtigen Leiterschicht (8) besteht, die auf diesem ersten Schirm mindestens gegenüber der Öffnung (6) angebracht ist.

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3. Anzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (16) auf der hinteren Platte (2) mindestens gegenüber der öffnung (6) angeordnet ist und als zweiter Schirm dient, während die Elektroden (13,14) aus einem durchsichtigen Leitermaterial bestehen, das gegenüber der öffnung auf einer Isolierschicht (15) angebracht ist, die den ersten Schirm (5) bedeckt.

4. Anzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schirm (27) von einer Vielzahl von öffnungen (30,3l) durchbohrt ist, die entsprechend gegenüber den Elektroden (25_}2β) angeordnet sind und deren Form diejenige der Anzeigezellen bestimmt.

5· Anzeigezelle nach Anspruch ¹I, dadurch gekennz e ichnet, daß sie außerdem Mittel aufweist, die dem ersten Schirm ein Aussehen verleihen, das vergleichbar dem Aussehen der Elemente in ihrem ausgelöschten Zustand ist.

6. Anzeigezelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine Vielzahl von Löchern kleinen Ausmaßes aufweisen, die in den ersten Schirm eingebohrt sind.

7· Anzeigezelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel mindestens eine Zwischenschicht aufweisen, die zwischen der vorderen Platte und dem ersten Schirm angeordnet ist und nahe bei den öffnungen des ersten Schirms von Löchern durchbohrt ist.

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8. Anzeigezelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet., daß die Mittel außerhalb der Bereiche gegenüber den öffnungen des ersten Schirms eine Färbung in der Masse der vorderen Platte aufweisen.

9. Anzeigezelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine gefärbte Schicht aufweisen.

10. Anzeigezelle nach Anspruch 9,dadurch gekennze ichnet, daß die gefärbte Schicht aus einem Polymerfilm gebildet ist, dem Moleküle entsprechend den zweifarbigen Molekülen beigefügt sind.

11. Anzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten außerdem jeweils eine ebene Ausrichtungsschicht der Moleküle des Flüssigkristalls tragen.

12. Anzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung außerdem einen optisch aktiven Bestandteil aufweist.

13· Anzeigezelle nach Anspruch 12, dadurch gekennze ichnet, daß die Platten außerdem jeweils eine ebene Ausrichtungsschicht der Moleküle des Flüssigkristalls aufweisen.

14. Anzeigezelle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten außerdem jeweils eine homöotrope Ausrichtungsschicht der Moleküle des Flüssigkristalls aufweisen.

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15- Anzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schirm außerdem mindestens eine abseits der Elektroden angeordnete öffnung aufweist.

l6. Anzeigezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zweites Elektrodennetz aufweist, das gegenüber einer zweiten öffnung angeordnet ist, die in den ersten Schirm eingebracht ist dergestalt, daß sie von oben gesehen einen freien Raum um das zweite Elektrodennetz herum läßt.

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